GCA101 LocoBuffer UDP-Schnittstelle

EtherNet-LocoBuffer

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Hardware von Peter Giling


Vorstellung

Die Züge fahren in die nächste Generation .. AUF DEM ETHERNET!
Dies wird die ultimative Lösung für die Komnmunikation zwischen Rocrail und LocoNet-I/O sein.
Wirklich jeder am Markt verfügbare Computer, der z.Zt. bekannt ist, ist mit einem Ethernet-Anschluß ausgestattet.
USB scheint nicht immer die perfekte Lösung zum Ersatz von RS232-COM-Ports zu sein.

Eigenschaften

  • solide GCA-kompatible Stromversorgung
  • isolierte Kopplung zwischen PC und Ethernet
  • ICSP-Anschluß für einfacheres Entwickeln und Selbst-Programmieren des ATmel-Prozessors.
  • 2 x RJ12-Buchsen für Standard-Loco-I/O-Umgebung.
  • 2 x D-SUB9-Anschlüsse.
  • Anzeige für Stromversorgung und Ethernet-Loco-I/O-Funktion auf der Platine.
  • vollständig kompatibel mit allen Loco-I/O PE-Befehlen.
  • von Rocrail voll unterstützt.


Ethernet-Kabel-Anschluss

Der GCA101 ist mit einem speziellen Ethernet-Anschluss ausgerüstet.
Er bietet eine elektrische Isolation, was bedeutet, dass der Computer und die Modellbahn nicht elektrisch miteinander verbunden sind.
Ein Standard-Ethernet-Kabel kann eines von zwei Typen sein. Beide, normal oder “gekreuzt”, sind verwendbar.

Ethernet-Anschluss

Der Anschluss des GCA101 zum PC geschieht am besten mit einem Router dazwischen. So ist das eigen Heim-Netzwerk ein Weg, das zu tun. Wenn das nicht erwünscht ist, sollte ein eigner billiger Router dafür verwendet werden. Direktets Anschließen des GCA101 am PC ist möglich erfordert aber einige Erfahrung mit Netwerken.


Baugruppe

Schaltung
Platine und Bauteilplatzierung
Materialliste
Gerber-Dateien
Hinweis: Es werden nur komplett bestellte Bausätze unterstützt!



Auf dieser Platine sind zwei Prozessoren installiert.
Einer verbindet das Ethernet mit dem Standard-SPI (Serial Peripheral Interface) und der zweite bildet die Schnittstelle vom SPI zum Loco-I/O.
Die Baugruppe ist mit zwei Standard-Loco-I/O RJ12-Buchsen und zwei GCA-Loco-I/O-Buchsen ausgestattet.
Das Schaltnetzteil mit 3A-Ausgang ouf der Platine ist in der Lage eine größere Anzahl an GCA50-Loco-IO-Modulen und GCA141-Achszählern zu versorgen.


Der erforderliche Transformator sollte mindestens 52VA haben.
Stromversorgung: zwischen 15V u. 30V DC oder zwischen 12V u. 24V AC ist
Der Transformator darf ausschließlich den GCA101 versorgen. Es darf keine andere Verbindung zum Transformator bestehen :!:
Wird das nicht beachtet, kann der GCA101 oder angeschlossene Peripherie beschädigt werden.

Die Einheit ist sowohl allein als Platine oder als kompletter Bausatz verfügbar.
Fertig aufgebaute Baugruppen werden nicht erhältlich sein.

Dank geht an Robert Evers & Fred Jansen, die sehr viel Energie in die Fertigstellung des lauffähigen Systems gesteckt haben.
Letztlich ist man dadurch in der Lage, Rocrail ohne USB und/oder RS232 zu betreiben.

Firmware

Programmierung

Der GCA101 ist mit einem Programmier-Anschluss ICSP1 ausgestattet.
Um ein Atmel-Chip zu progarmmieren wird ein Programmer benötigt.
Ein Programmer mit geeigneter Software ist mySmartUSB-light.

Auf Linux ist das Flashen der Firmware mit avrdude einfach:

avrdude -F -pm168 -cstk500v2 -P/dev/ttyUSB0 -Uflash:w:MGV101_UDP_TEST.hex:a

Die Programmer-ID ist “mySmartUSB-Light”-firmwareabhängig: stk500v2 oder avr910/911.

Für Windows wird einfach die Sooftware verwendet, die mit dem mySmartUSB-light geliefert wird.

LED-Signalisierung

(Firmware Version V2.1+)

Die drei grünen LEDs an der Frontseite zeigen verschiedene Funktionen an.

LED Funktion
4 (links) Ethernet empfängt / Loco-I/O sendet
5 (mitte) Loco-I/O empfängt
6 (rechts) Ethernet sendet

Steckbrücken-Einstellungen

Steckbrücke Zweck
JP1 15mA-Stromquelle Loco-I/O-Leitung
JP2 Bitte weglassen !!


Stromquelle, was ist das?

Für eine kurze Erklärung hier nachlesen.


Montage-Hinweise

  1. Zuerst mit allen Widerständen und IC-Sockeln beginnen.
  2. Beim Sockel von U2 kann erforderlich sein, den mittleren Steg herauszuschneiden, um Platz für C7 zu haben.
  3. Dann die kleinen Kondensatoren und kleine Elkos platzieren.
  4. Dann alle Steckverbinder, LEDs, Sicherungen und DIP-Schalter.
  5. Vor der Montage von VR1 und VR2 erst den Kühlkörper mit zwei Schrauben befestigen.
  6. Nach der Platzierung von VR1 und VR2 in der Platine die Drähte in die richtige Position bringen, so dass die Kühllaschen flach auf dem Kühlkörper aufliegen und mit Klammern befestigen.
  7. Sicherstellen, dass alle ICs flach auf dem Kühlkörper aufliegen, die Drähte an der Unterseite 1mm von der Platine abschneiden und verlöten.
  8. Doppelt prüfen, ob die Typen von VR1(LM2576t-12) und VR2(LM2575T-3.3) stimmen! Manchmal ist das sehr schlecht zu lesen.
  9. Zuletzt den Brückengleichrichter GR1 sowie C1 und Ce1 montieren. Das Bild oben zeigt deutlich, dass die Drähte von G1 leicht gebogen sind, um Platz für C1 zu schaffen. Für den Fall, dass die gesammte Stromaufnahme der angeschlossenen Loco-I/O nicht mehr als 2A beträgt, kann einer der beiden großen Kondensatoren entfallen.
  10. Vor dem Einsetzen von U1, U2 und U3 die 3,3V-Spannung an Pin 1 und 8 von U3 prüfen.


Rocrail-Einstellungen

Firmware-Version: 2.10

Die Kommunikation zwischen Rocrail und dem GCA101 erfolgt User Datagram Protocol.
Deshalb wird nur der Loco-I/O-Schnittstellen-Typ LNUDP unterstützt.
Die Rocrail-Einstellung erfolgt mit den exakten Werten wie unten gezeigt, außer für die lokale IP-Adresse, die in den meisten Fällen nicht benötigt wird.
Die GCA101 eigene IP-Adresse wird in den Rocrail-Einstellungen nicht verwendet.

Wenn GCA101 nicht als erste Zentrale eingegeben ist,
nicht vergessen, die IID (Schnittstellenkennung) einzugeben !

Hostname

Dies ist die Multicast-Adresse 1), die für die Kommunikation verwendet wird und muss auf den FESTEN Wert 224.0.0.1 eingestellt werden.
– Diese “All Hosts multicast group” adressiert alle Hosts im selben Netzwerk-Segment. –

1)Die englische Wikipedia-Seite "Multicast address" ist ausführlicher.

Port

Der Dienste-Port muss auf den FESTEN Wert 1235 eingestellt werden.

Typ

Nur LNUDP wird unterstützt.

Lokale IP

Ist nur erforderlich, falls mehr als eine Netzwerkkarte im PC installiert ist.
In allen anderen Fällen: Dieses Feld leer lassen!
IP-Adresse der Netzwerkkarte im PC, die für die Kommunikation zum GCA101 verwendet wird, um sicherzustellen, dass der Daten-Verkehr den richtigen Weg nimmt.



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